Метеорологични условия означават състоянието на атмосферата, което обикновено се характеризира с температура на въздуха, налягане, влажност, скорост и наличието или отсъствието на облаци. Нека разгледаме по-отблизо въпросите, свързани с времето и климата.
Общи понятия и термини
Когато говорят за метеорологични условия, те често използват термини като време или климат. Времето се разбира като текущото състояние на атмосферата, тоест ясно или облачно, студено или горещо, въздухът е влажен или сух, духа силен вятър или има спокойствие в определен район. Когато говорят за климат, те имат предвид характеристика на атмосферните явления за по-дълъг период от време, например летен или есенен климат.
Друга разлика между понятията "време" и "климат" е териториалният фактор. Времето може да варира от място на място, например в определен град може да вали, а в 20км от града може да бъде ясно време. Климатът е по-разширена характеристика не само във времето, но и в пространството. И така, има понятия за тропически, континентален или полярен климат.
Защо различните области на Земята имат различен климат?
Отговорът на този въпрос е сферичната форма на нашата планета. Тази форма кара слънчевите лъчи да падат под различни ъгли върху повърхността му. Колкото по-близо е ъгълът на падане на лъчите до 90o, толкова повече повърхността и въздухът се затоплят. Тази ситуация е типична за тропическите и субтропичните зони. Напротив, колкото повече ъгълът на падане на лъчите се отклонява от правия ъгъл, толкова по-малко слънчева енергия получават почвата и въздухът и толкова по-студен е климатът. Ярък пример за студен климат е състоянието на атмосферата в Антарктида.
От своя страна разликата в температурите на полярните и екваториалните зони на планетата води до появата на ветрове, а също така създава предпоставки за образуване на дъждовни облаци. Различните метеорологични условия в земните ширини водят до появата и изчезването на циклони (зони с ниско атмосферно налягане) и антициклони (зони с високо въздушно налягане).
Причината за съществуването на сезоните
Всяко дете от ранна възраст знае, че има 4 сезона: зима, есен, пролет и лято. Въпреки това, всички тези сезони, всеки от които се характеризира с определени климатични и метеорологични условия, се срещат само в средните ширини на нашата планета. Ивицата на нашата планета, която се намира от 40-ия паралел на южното до 40-ия паралел на северното полукълбо, има тропически и субтропичен климат, който се характеризира само с 2 пъти или сезона на годината: влажен и сух.
Разбрахме причината за различните метеорологични условия на различни географски ширини. Но защо сезонът се променя? Отговорът на този въпрос се крие в наклона на земната ос на въртене спрямо равнината на земната орбита. Нашата планета се върти около слънцето в почти перфектен кръг и ако нямаше наклон на земната ос с 23,5o, тогава на всяка географска ширина климатът нямаше да се променя през годината. Наклонената ос на въртене на планетата осигурява колебания в количеството слънчева енергия, идваща на повърхността на планетата във всяка точка през годината. Тези енергийни промени водят до колебания в температурата на въздуха, които обикновено са ±40°C. Максималната и минималната допустима температура са съответно +58°C (Ел Азизия, Либия) и -89,2°C (Антарктида).
Забележете, че наклонът на оста на въртене на нашата планета не е бил постоянен през цялото време на нейното съществуване. Автентично е известно, че по време на съществуването на динозаврите на Земята определено е било различно. Този наклон може да бъде повлиян както от външни фактори, свързани с различни космически тела, така и от вътрешни фактори, дължащи се на промени в разпределението на масата на повърхността на нашата планета.
Благоприятни и неблагоприятни метеорологични условия
Често можетечуйте думите: „има хубаво време“или „очаква се лошо време в този регион“. Какво е значението на тези фрази? За да отговорим на въпроса, ето основните параметри, които определят състоянието на атмосферата (за да бъдем точни, трябва да кажем тропосферата, тъй като именно в долната част на земната атмосфера се случват всички метеорологични явления):
- температура;
- налягане;
- скорост на вятъра;
- влажност на въздуха;
- наличие или отсъствие на облаци.
Индикаторите на горните пет параметъра ни позволяват да говорим както за благоприятни, така и за неблагоприятни метеорологични условия (NMU). Например висока температура и налягане, твърде ярко слънце и ниска влажност на въздуха или, обратно, ниски температури, дъжд, висока скорост на вятъра, ниско налягане - всичко това са NMU. Благоприятните метеорологични условия обикновено се характеризират със средни стойности за горните климатични параметри.
Основен източник на всички атмосферни процеси
Разбира се, двигателят на всички атмосферни (и не само) процеси е слънчевата радиация. Именно тя кара много химикали да завършат своя цикъл в природата. По отношение на климата и времето можем да кажем следното: слънчевите лъчи, падащи върху Земята, не затоплят директно атмосферата, на първо място се повишава температурата на литосферата, след това на хидросферата. Охлаждайки се, литосферата и хидросферата излъчват инфрачервени електромагнитни вълни, които с прости думи се наричат "топлина". Точнотези вълни нагряват атмосферата на планетата.
Важен момент при формирането на метеорологичните условия на местообитанието е различната скорост на нагряване и охлаждане на литосферата и хидросферата. По този начин литосферата бързо се нагрява и охлажда, но за хидросферата тези процеси са много по-бавни. Причината за това различно поведение по отношение на слънчевата радиация е техният различен топлинен капацитет, както и мощността на излъчване.
Други енергийни източници, влияещи върху времето
Слънчевата енергия има основния принос за всички процеси, протичащи в тропосферата. Съществуват обаче и други източници на енергия, които могат да повлияят на състоянието на метеорологичните условия в определен район и също така да осигурят стабилността на тези условия:
- геотермална енергия и вулканични процеси;
- процес на дишане и отпадни продукти от биологични организми, които играят важна роля за поддържането на стабилен химичен състав на атмосферата.
Атмосферни процеси и техните времеви и пространствени мащаби
Както беше отбелязано, всички процеси в атмосферата са свързани с колебания в количеството слънчева енергия, която навлиза в Земята. Поради тези колебания въздухът се затопля и охлажда денем и нощем. Това е ежедневна промяна на времето. Процесите на образуване и топене на снега вече са ежегодни.
Нагряването на въздуха в определена област води до неговото разширяване, което означава спад на налягането. Промяната в налягането води до образуването на ветрове, които са склонниизравняване на разликата. Те са от различно естество и при извънредни ситуации могат да доведат до образуване на урагани и торнадо. В последния случай се говори за много трудни метеорологични условия. От своя страна ураганите са краткосрочно явление на определена област, тоест се характеризират с пространствени и дългосрочни времеви параметри.
Метеорологична прогноза
Трудно е да си представим съвременния свят без информация за прогнозата за времето във всеки регион на планетата. По този начин полетите на самолети, селскостопанските и търговските дейности са все по-зависими от метеорологичните данни всяка година. Например разписанията на полетите се променят драстично при неблагоприятни метеорологични условия.
Метеорологичната прогноза е резултат от обработка на много данни с помощта на най-мощните компютри, които обработват входящата информация в рамките на някакъв сложен емпиричен модел, използвайки известните закони на физиката. Данните за метеорологичните условия на определен регион се събират с помощта на стратегически разположени метеорологични станции на земята, като се използват сателити и безпилотни летателни апарати.
Изследване на атмосферните процеси на други планети
Метеорологията е интердисциплинарна наука. Практическият резултат от тази наука е метеорологичното прогнозиране. Сложността на самата задача е свързана с необходимото отчитане на стотици и хиляди фактори, които влияят на резултата от прогнозата. За най-доброторазбирайки влиянието на тези фактори върху времето на нашата Земя, учени от цял свят се занимават с наблюдение и изследване на атмосферните процеси на други планети от Слънчевата система. Например Голямото червено петно на Юпитер, което е мощен антициклон, който съществува от над 300 години.
